一种带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架和三辊轧机的制作方法

1.本实用新型涉及轧制设备领域，具体的是一种带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架，还是一种三辊轧机。


背景技术：

2.三辊连轧机依据换辊方式不同，分为轴向换辊方式型和侧向换辊方式型，轴向换辊方式型即换辊时需要将所有轧辊机架同时从外部机架中拉出；而侧向换辊型即换辊时将轧辊机架从外部机架侧方拉出。侧向换辊型可以更换任意一个或多个机架，操作比较灵活；而轴向换辊型必须将所有机架全部拉出才能更换其中一个或多个机架，操作灵活性要差一些。而三辊连轧机的核心设备是三辊轧辊机架，依据轧辊相对于轧件的运动轨迹不同可分为杠杆摆动压下型和垂直压下型两种类型。
3.杠杆摆动压下型由于三个轧辊安装在杠杆臂上，杠杆臂绕各自枢轴旋转，使得轧辊孔型中心线始终偏离轧辊压下半径方向，在调整范围内三个轧辊中心与机架中心无法完全重合，在轧辊中心两侧对应的孔型节点上产生速度差，影响轧制稳定性；组装维护调证困难，精度偏差大。
4.垂直压下型避免了杠杆摆动型的缺陷，但由于受机架尺寸空间限制，轧辊需要与轧辊辊缝调整装置(即压下油缸)连接在一起才能实现压下和轧辊平衡，轧辊轴承座连接块上需开t型槽，同时压下缸中心要设置t型拉杆，连接时t型槽与t型拉杆对正插入，压下缸尾端要专门设一液压缸用于提升拉杆，结构非常复杂，设备故障点多，换辊操作复杂繁琐。对于侧向换辊型架操作更加繁琐，t型拉杆必须先对正，然后拉杆下降插入，然后旋转，然后再提升才能将轧辊靠在压下缸上。压下缸结构复杂，且压下缸尾部本应装设位移传感器的空间完全被这些复杂的机构所占据。这种形式压下装置结构复杂，成本比较高，操作维护麻烦，潜在故障点多，一旦发生故障，处理时间长，对正常生产影响较大。


技术实现要素：

5.为了提高轧辊的位置精度，本实用新型提供了一种带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架和三辊轧机，该带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架一方面避免了杠杆型轧辊机架在调整范围内三个轧辊中心与机架中心无法完全重合问题，另一方面解决了垂直压下型轧辊机架不适用于侧向换辊及换辊操作复杂的问题，具有结构简单合理、操作和维护方便、成本低、安全可靠等特点。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架，包括内框架，内框架含有前后间隔设置的两块侧板，两块侧板之间设有三套轧辊单元，所述轧辊单元含有轧辊组件和轧辊平衡装置，所述轧辊组件含有依次连接的轧辊装配、轧辊轴承座和扁担梁，所述轧辊组件能够沿内框架的直径方向移动，当所述轧辊组件受到指向轧制中心线方向的压力时，轧辊平衡装置能够给所述轧辊组件提供所述压力的反作用力。
8.轧辊平衡装置含有轧辊支承件和反作用力提供机构，轧辊支承件相对于侧板固定，所述轧辊组件与轧辊支承件通过反作用力提供机构连接。
9.轧辊支承件为支承块或支承销，轧辊支承件固定于两块侧板的内表面，轧辊装配含有轧辊，沿轧辊的轴线方向，轧辊支承件位于两个轧辊轴承座的外侧。
10.反作用力提供机构含有依次连接的导向套、弹簧和导向销，扁担梁内设有反作用力提供机构安装孔，导向套的一端与轧辊支承件抵接，导向套能够沿内框架的直径方向移动，导向套与反作用力提供机构安装孔间隙配合或过渡配合，导向销固定于反作用力提供机构安装孔内，当所述轧辊组件受到指向所述轧制中心线方向的压力时，弹簧能够给所述轧辊组件提供所述压力的反作用力。
11.反作用力提供机构为弹簧、弹性胶体缓冲器、液压缸或气缸，反作用力提供机构的两端分别与轧辊支承件和扁担梁连接。
12.所述轧辊单元还含有滑道，滑道沿内框架的直径方向延伸，滑道固定于两块侧板的内表面，轧辊轴承座上设有滑板，滑板与滑道匹配连接。
13.沿内框架的直径方向，轧辊装配和轧辊轴承座均位于扁担梁的内侧，扁担梁的外侧设有压块。
14.所述轧辊单元还含有移动限位机构，沿内框架的直径方向，所述移动限位机构能够使所述轧辊组件在设定的范围内移动。
15.所述移动限位机构含有内限位孔、外限位孔和限位销，内限位孔位于扁担梁上，外限位孔位于侧板上，限位销穿过外限位孔，限位销的一端位于内限位孔内，内限位孔呈长条形，内限位孔的长度方向与内框架的直径方向相同。
16.一种三辊轧机，包括上述的带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架，所述带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架连接有伺服压下缸，伺服压下缸能够使所述轧辊组件沿内框架的直径方向移动，伺服压下缸还能够给所述轧辊组件提供指向所述轧制中心线方向的压力。
17.本实用新型的有益效果是：
18.1、平衡装置集成于轧辊机架内，克服了重力对轧辊位置的影响，使得轧辊相对于轧辊机架的位置完全对称及确定，使换辊操作更加方便。
19.2、平衡装置使得轧辊平衡装置与轧辊压下装置结构完全分离，彼此独立，简化了轧辊调整装置压下缸的结构，减少发生故障的可能。
20.3、带有平衡装置的轧辊机架，使得侧向换辊和轴向换辊均可以实现。充分发挥垂直压下轧机轧辊孔型的技术优势，在压下过程中完全对称，提高轧件几何形状、精度和表面质量。
附图说明
21.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
22.图1是本实用新型所述三辊轧机的主视示意图。
23.图2是本实用新型所述带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架的示意图。
24.图3是侧板的示意图。
25.图4是图1中a方向的示意图。
26.图5是图4中轧辊平衡装置部位的放大示意图。
27.图6是图2中b方向的示意图。
28.1、内框架；2、轧辊装配；3、扁担梁；4、轧辊平衡装置；5、滑道；6、轧辊支承件；7、限位销；8、侧板；9、轧辊轴承座；10、轧辊；11、反作用力提供机构安装孔；12、压块；13、反作用力提供机构；14、滑板；15、导向套；16、弹簧；17、导向销；18、内限位孔；19、外限位孔；20、外部框架；21、伺服压下缸；22、轧制孔；23、垫片。
具体实施方式
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
30.一种带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架，包括内框架1，内框架1含有前后间隔设置的两块侧板8，两块侧板8之间设有三套轧辊单元，所述轧辊单元含有轧辊组件和轧辊平衡装置4，所述轧辊组件含有依次连接的轧辊装配2、轧辊轴承座9和扁担梁3，所述轧辊组件能够沿内框架1的直径方向移动，当所述轧辊组件受到指向轧制中心线l1方向的压力时，轧辊平衡装置4能够给所述轧辊组件提供所述压力的反作用力，即轧辊平衡装置4能够给所述轧辊组件提供的与所述压力的大小相同但方向相反，如图1和图2所示。
31.两块侧板8上均设有轧制孔22，两块侧板8上的轧制孔22的轴线和轧制中心线l1均重合，所述三套轧辊单元沿轧制孔22的周向均匀间隔排列，每套所述轧辊单元均相同。所述轧辊组件能够沿轧制孔22的直径方向移动，所述轧辊组件能够沿轧制孔22的直径方向并远离轧制孔22的轴线，从而所述轧辊组件可以脱离两块侧板8。
32.在本实施例中，在调节所述轧辊组件时，伺服压下缸21给所述轧辊组件提供指向轧制中心线l1方向的压力，所述轧辊组件能够沿内框架1的直径方向移动，轧辊平衡装置4能够给所述轧辊组件提供所述压力的反作用力，由于作用力(即所述压力)与反作用力大小相同方向相反，从而使所述轧辊组件处于受力平衡状态，因而称为轧辊平衡装置4。
33.在本实施例中，轧辊平衡装置4含有轧辊支承件6和反作用力提供机构13，轧辊支承件6相对于侧板8固定，轧辊支承件6与侧板8连接固定，轧辊支承件6不能相当于侧板8移动或转动，所述轧辊组件与轧辊支承件6通过反作用力提供机构13连接。轧辊支承件6的作用在于支承反作用力提供机构13，反作用力提供机构13的作用在于向所述轧辊组件提供所述反作用力。
34.在本实施例中，轧辊支承件6为支承块或支承销，即轧辊支承件6为块状结构或柱状结构。优选轧辊支承件6为支承块，如图3至图5所示。轧辊支承件6固定于两块侧板8的内表面，轧辊装配2含有轧辊10，沿轧辊10的轴线方向，轧辊支承件6位于两个轧辊轴承座9的外侧。反作用力提供机构13分别与轧辊支承件6和扁担梁3连接。
35.在本实施例中，反作用力提供机构13含有依次连接的导向套15、弹簧16和导向销17，扁担梁3内设有反作用力提供机构安装孔11，导向套15的一端与轧辊支承件6抵接，导向套15与轧辊支承件6之间设有垫片23，导向套15与反作用力提供机构安装孔11间隙配合或过渡配合，导向销17固定于反作用力提供机构安装孔11内，弹簧16的两端分别与导向套15和导向销17抵接，导向套15能够沿轧制孔22的直径方向移动，当所述轧辊组件受到指向轧
制中心线方向的压力时，弹簧16能够给所述轧辊组件提供所述压力的反作用力。
36.在本实施例中，轧辊支承件6和反作用力提供机构13一一对应连接，每个所述轧辊单元中均含有四个轧辊平衡装置4，即每个所述轧辊单元中含有四个轧辊支承件6和四个反作用力提供机构13，四个轧辊支承件6的其中两个轧辊支承件6位于一块侧板8的内表面，四个轧辊支承件6的另外两个轧辊支承件6位于另一块侧板8的内表面，如图3至图6所示。扁担梁3呈矩形板状结构，扁担梁3的四个角均设有凸出部，每个所述凸出部内均设有一个反作用力提供机构安装孔11。
37.另外，反作用力提供机构13可以采用多种实现方式，反作用力提供机构13还可以仅为弹簧16，或者，反作用力提供机构13还可以为现有的弹性胶体缓冲器、液压缸或气缸，反作用力提供机构13的两端分别与轧辊支承件6和扁担梁3连接。扁担梁3内可以设置或不设置反作用力提供机构安装孔11。
38.在本实施例中，所述轧辊单元还含有滑道5，优选滑道5为两条。两条滑道5沿内框架1的直径方向(即轧制孔22的直径方向)延伸，滑道5固定于两块侧板8的内表面，沿轧制孔22的周向，两个轧辊支承件6位于两条滑道5的两侧外。一个扁担梁3连接有两个轧辊轴承座9，每个轧辊轴承座9上均设有滑板14，滑板14与滑道5匹配插接。
39.在本实施例中，沿内框架1的直径方向，轧辊装配2和轧辊轴承座9均位于扁担梁3的内侧，扁担梁3的外侧设有压块12，即沿内框架1的直径方向，压块12、扁担梁3和轧辊轴承座9依次排列。压块12的作用在于伺服压下缸21给所述轧辊组件提供指向轧制中心线l1方向的压力时，伺服压下缸21与压块12接触。
40.在本实施例中，所述轧辊单元还含有移动限位机构，沿内框架1的直径方向，所述移动限位机构能够使所述轧辊组件在设定的范围内移动。所述移动限位机构含有内限位孔18、外限位孔19和限位销7，限位销7能够拆卸，即限位销7能够脱离扁担梁3和侧板8。内限位孔18位于扁担梁3上，外限位孔19位于侧板8上，限位销7穿过外限位孔19，限位销7的一端与内限位孔18插接，内限位孔18呈长条形，内限位孔18的长度方向与内框架1的直径方向相同。
41.由于限位销7仅能够在内限位孔18的长度方向的范围内移动，因而所述轧辊组件也仅能够在内限位孔18的长度范围内移动，优选，所述轧辊组件的移动范围为1mm-100mm。另外，限位销7也可以采用限位块，外限位孔19也可以呈长条形，限位销7的一端匹配地插接于内限位孔18内，限位销7穿过外限位孔19。
42.下面介绍一种三辊轧机，所述三辊轧机包括上述的带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架，所述带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架连接有伺服压下缸21，伺服压下缸21能够使所述轧辊组件沿内框架1的直径方向移动，伺服压下缸21还能够给所述轧辊组件提供指向所述轧制中心线方向的压力。
43.所述三辊轧机还包括外部框架20，所述带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架安装于外部框架20内，所述三辊轧机包括三个伺服压下缸21，三个伺服压下缸21沿轧制孔22的周向均匀间隔排列，三个伺服压下缸21与三套轧辊单元的轧辊组件一一对应连接，三个伺服压下缸21均固定于外部框架20上。
44.下面介绍该带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架和三辊轧机的工作过程。
45.轧辊在装入轧辊机架过程中，首先轧辊装配2沿着滑道5推入内框架1内，装于扁担
梁3上的四个反作用力提供机构13的一端与侧板8上的轧辊支承件6接触，随着推入力量加大，反作用力提供机构13中的弹簧16受到压缩，产生平衡反力，当扁担梁3上的内限位孔18与侧板8上的外限位孔对应时，插入限位销7，随后逐渐撤去外部推力，扁担梁3在平衡力的作用下带动轧辊装配2向远离轧制中心线方向移动，最终扁担梁3上的内限位孔18的内端圆弧靠到限位销7上。在三组(共12个)平衡装置4和三组(共3个)限位销7的共同作用下，三个轧辊装配2在轧辊机架的内框架1中处于最理想的预工作位置上。这个状态最有利于轧机的机架更换操作。
46.将装配好的轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架装入连轧机外部框架20后，机架被有效锁定，接轴被连接后，伺服压下缸21的活塞杆伸出与扁担梁3上的压块12接触后继续压下，伺服压下缸21的活塞杆伸缩方向为轧制孔22的直径方向，扁担梁3上的内限位孔18的内端圆弧与限位销7脱离接触。伺服压下缸21继续压下，到达轧辊10的预设定轧制位置，伺服压下缸21上的位移传感器检测到位置信号后，伺服压下缸21停位在设定位置。轧辊装配2在伺服压下缸21和轧辊平衡装置4的共同作用下保持在预设定的轧制工作位置状态。
47.当轧制过程结束，需要更换轧辊机架时，伺服压下缸21的活塞杆回退，轧辊装配2在轧辊平衡装置4的作用下沿着滑道5向远离轧制中心线的方向移动，最终扁担梁3上的内限位孔18的内端圆弧靠到限位销7上。随后伺服压下缸21的活塞杆与扁担梁3上的压块12脱离，伺服压下缸21的活塞杆继续回退到初始状态。脱开接轴，解除锁定后，轧辊机架即可以移出。
48.该带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架和三辊轧机既实现了轧辊垂直压下调整要求，又满足轧辊重量平衡的要求，并且轧辊在机架中的位置稳定准确；简化力压下调整机构的结构和液压系统，减少了液压设备投资成本和操作维护工作；机架更换操作变得异常简单快捷；既可以应用于侧向换辊型三辊连轧管机也可以应用于轴向换辊型三辊连轧管机以及棒材三辊轧机。本实用新型的带有轧辊平衡装置的三辊轧机轧辊机架具有结构简单合理、成本低、操作和维护方便、安全可靠应用范围广等优点。
49.为了便于理解和描述，本实用新型中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“前”表示垂直于图1的纸面并指向纸面内侧的方向，方位词“后”表示垂直于图1的纸面并指向纸面外侧的方向方位词。本实用新型采用了阅读者或使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本实用新型保护范围的限定。
50.以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。